Выполнение работы
Лабораторный комплекс ЛКМ-4 позволяет измерять время, за которое груз в машине Атвуда сместится на определенное расстояние L, двигаясь ускоренно.
В процессе выполнения работы измеряется время одного оборота t1, т.е. время прохождения пути L1; и двух оборотов t2 – время прохождения пути L2.
1. Определение скорости и ускорения системы грузов
Движение грузов
в опыте начинается из состояния покоя
а0
= 0;
0
= 0, тогда равноускоренное движение
будет описываться формулами (4) и (5):
= аt,
L
=
.
Соответственно, ускорение а системы грузов равно:
а
=
. (33)
Следовательно,
для определения ускорения, а
при известной величине пути L
необходимо
измерить время t,
затрачиваемое на прохождение этого
пути L.
В опыте измеряются промежутки времени t1 и t2, затрачиваемые на прохождение путей L1 и L2. Следовательно, из (33):
а
=
;
а
=
. (34)
Так как движение происходит под действием одной и той же ускоряющей силы как при смещении на расстояние L1, так и при смещении на L2, то ускорение (34) должно быть, а = а*.
Если измерения дают отличающиеся значения ускорений, то это обусловлено неточностью измерения времен t1 и t2 комплексом ЛКМ-4. При этом относительная погрешность определения ускорения с использованием выражений (33,34) будет равна:
а
=
(35)
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с панелью управления комплекса ЛКМ-4 (Рис.6).
Рис.6. Панель управления
Привести комплекс в исходное состояние, как показано на рис.6.
Повесить на нить два груза, массы которых указывает преподаватель.
Прижав нить к шкиву, поворачивать его до совпадения риски на нем с нулевым делением шкалы – рис. 5, при этом должны погаснуть индикаторы «3;4» на панели управления рис. 6.
Установить тумблер «2/1» в положение «1». Меньший груз m2 прижимают пальцем к основанию установки. Нажимают кнопку «Д1». Затем отпускают груз. Таймер высветит время t1 одного оборота.
Повторить пункты 4 и 5, установив тумблер «2/1» в положение «2». На таймере высветится время t2.
Заполнить таблицу 1,графы 1-4.
Таблица 1
№ опыта |
m1,кг |
m2,кг |
t1, с |
t 2, с |
аср, м/с |
, м/с |
, рад/с2 |
, рад/с |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8.
Рассчитать ускорения а
и а*
по формуле (34), приняв R=30мм,
и занести в таблицу 1 среднее значение,
равное: аср
=
. (36)
Повторить пункты 3…8, изменив массы грузов в соответствии с указанием преподавателя.
Сделать выводы о зависимости ускорения системы грузов от массы груза m1, или от разности масс грузов.
Расчеты:
Выводы: